一、飞轮储能行业概述
1、飞轮储能行业相关定义
飞轮储能是机械储能的一种,指利用电动机带动飞轮高速旋转,在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。与其他储能技术相比,飞轮储能密度高,瞬时功率大;寿命周期长;容易测量放电深度和剩余“电量”; 充电时间短;能量转换效率高;绿色环保,无污染。
资料来源:观研天下数据中心整理
2、飞轮储能特点分析
飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置,突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。通过电动/发电互逆式双向电机,电能与高速运转飞轮的机械动能之间的相互转换与储存,并通过调频、整流、恒压与不同类型的负载接口。
在储能时,电能通过电力转换器变换后驱动电机运行,电机带动飞轮加速转动,飞轮以动能的形式把能量储存起来,完成电能到机械能转换的储存能量过程,能量储存在高速旋转的飞轮体中;之后,电机维持一个恒定的转速,直到接收到一个能量释放的控制信号;释能时,高速旋转的飞轮拖动电机发电,经电力转换器输出适用于负载的电流与电压,完成机械能到电能转换的释放能量过程。整个飞轮储能系统实现了电能的输入、储存和输出过程。
储能技术对比
资料来源:公开资料、观研天下整理
二、中国飞轮储能行业发展历程
根据观研报告网发布的《中国飞轮储能行业发展趋势分析与未来投资预测报告(2026-2033年)》显示,现代飞轮储能技术自 20 世纪中叶开始发展,至今已有超过 50 年的研究、开发和应用的历史。通过前 30 年的技术积累,20 世纪 90 年代中后期,技术最先进的美国进入产业化发展阶段,首先在不间断供电过渡电源领域提供商业化产品,近 10 年来飞轮储能不间断电源(UPS)市场稳定发展。
国内从 2010年前后,出现了飞轮储能系统商业推广示范应用的技术开发公司,如北京奇峰聚能科技有限公司、苏州菲莱特能源科技有限公司、深圳飞能能源有限公司、上海中以投资发展有限公司、北京泓慧国际能源技术发展有限公司、唐山盾石磁能科技有限责任公司等。
2022 年 8 月 25 日由东方汽轮机、百穰新能源、西安交通大学能源与动力工程学院、北京泓慧国际能源公司深入合作打造的全球首个二氧化碳+飞轮储能示范项目正式落地。该项目占地1.8万平方米,相当于两个半足球场大小,其储能规模为10MW/20MWh,能够在2小时内存储2万度电。该项目是全球单机功率最大、储能容量最大的二氧化碳储能项目,也是全球首个二氧化碳+飞轮储能综合能源站。
从目前飞轮储能技术的发展来看,目前中国市场上飞轮储能应用大部分为试点产品,成熟运行产品较少,运行功率较低,后备时间极短,部分技术性能需要进一步完善。在系统容量、转换率、使用寿命、安全性等方面亟须创新和突破。同时,飞轮储能商业化还存在成本偏高、缺少价格激励政策、技术路线不够成熟、欠缺技术规范和接入标准等问题。
三、中国飞轮储能行业经济地位分析
在国家能源战略布局中,飞轮储能是新型储能技术路线的重要组成部分,与锂离子电池、压缩空气储能等技术形成互补,填补了高频次、短时高功率储能场景的市场空白,其经济地位体现在对能源安全与能源结构优化的战略支撑作用上。
飞轮储能成为支撑电网高频次、高精度调频服务的理想解决方案,其毫秒级响应能力、百万次循环寿命的特性,可有效平抑电网频率波动、提供虚拟惯量,保障新型电力系统安全稳定运行,为可再生能源大规模并网提供关键支撑,间接推动能源消费结构向清洁低碳转型,助力“双碳”战略目标落地,这一核心价值决定了其在国民经济能源体系中的基础性地位。
飞轮储能行业的发展具有较强的产业链联动效应,其经济地位不仅体现在自身产业规模的扩张,更在于拉动上下游相关产业协同发展,形成完整的产业生态,带动就业与技术进步,提升相关产业的核心竞争力。
四、中国飞轮储能行业发展特点分析
1、技术进步与突破
飞轮储能技术的能量密度、充放电次数、寿命等关键性能指标正随着材料科学、工程设计、制造技术的进步而不断提升。未来,飞轮储能将在材料、结构、控制等方面继续取得突破,进一步提高系统的能量密度、功率密度和安全性。这将为飞轮储能在电网侧、用户侧等不同应用场景中的广泛应用提供有力支撑。
2、政策支持与推动
中国政府对清洁能源和储能技术的支持力度持续增强,出台了一系列政策以促进其发展。例如,《中国制造2025》战略规划中明确将飞轮储能等先进储能技术纳入重点发展方向,并提供财政补贴、税收减免等支持措施。这些政策的出台为飞轮储能行业的发展提供了良好的政策环境。
3、市场需求增长
随着可再生能源的快速发展和电力系统结构的日益复杂,飞轮储能将在平衡电力供应、保障电网稳定运行方面发挥越来越重要的作用。此外,飞轮储能技术在电力系统调节、分布式能源管理等领域也展现出巨大潜力。随着工商业储能市场的快速发展和户储市场的逐步成熟,飞轮储能技术将迎来更多的市场机遇。
4、竞争格局尚未形成
中国飞轮储能市场尚处于产业化初期阶段,市场竞争格局尚未形成。随着技术的不断进步和市场的逐步成熟,越来越多的企业开始涉足飞轮储能领域,市场竞争逐渐加剧。然而,由于飞轮储能技术的复杂性和高成本,目前市场上的主要企业数量相对较少,且多为技术实力雄厚的大型企业。
5、应用场景广泛
飞轮储能技术在轨道交通、航空航天、国防军工等领域的应用将进一步推动市场规模的扩大。在数据中心、电动汽车充电站等高功率密度应用领域,飞轮储能技术因其快速响应能力和高能量密度而成为理想选择。这些领域的广泛应用不仅为飞轮储能市场带来了更多的增长点,也为其未来的发展提供了广阔的空间。
五、中国飞轮储能行业市场规模分析
1、影响中国飞轮储能行业市场规模的因素
(1)政策支持
中国政府高度重视储能技术的发展,出台了一系列政策措施以推动储能产业的规模化、产业化、市场化发展。这些政策不仅为飞轮储能产业提供了良好的发展环境,还为其技术创新和商业化应用提供了有力支持。例如,国家发展改革委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》等文件,明确了储能产业的发展目标和重点任务,为飞轮储能等新型储能技术提供了广阔的发展空间。此外,《中国制造2025》战略规划中也将飞轮储能等先进储能技术纳入重点发展方向,并提供财政补贴、税收减免等支持措施。
(2)技术进步
飞轮储能技术的能量密度、充放电次数、寿命等关键性能指标正随着材料科学、工程设计、制造技术的进步而不断提升。这些技术突破为飞轮储能的商业化应用奠定了坚实基础,并推动了市场规模的扩大。未来,随着飞轮储能技术在材料、结构、控制等方面的进一步突破,其系统的能量密度、功率密度和安全性将得到进一步提高,从而进一步推动市场规模的增长。
(3)市场需求增长
随着可再生能源的大规模应用和电力系统的智能化发展,储能技术的需求不断增长。飞轮储能作为一种高效、环保的储能方式,在电力调峰、调频、微电网等领域具有广泛的应用前景。此外,随着工商业储能市场的快速发展和户储市场的逐步成熟,飞轮储能技术也将迎来更多的市场机遇。特别是在轨道交通、航空航天、国防军工等领域的应用将进一步推动飞轮储能市场规模的扩大。
(4)能源转型与电力系统改革
中国正积极推动能源转型和电力系统改革,这将对飞轮储能行业的发展产生深远影响。随着可再生能源占比的提升和电力系统结构的日益复杂,飞轮储能将在平衡电力供应、保障电网稳定运行方面发挥越来越重要的作用。因此,能源转型和电力系统改革将推动飞轮储能市场规模的增长。
2、2021-2025年中国飞轮储能行业市场规模
在进入商业应用之前,高速飞轮储能系统技术主要应用集中于航天、军工及核燃料领域。现在已经商业化应用于数据中心电网调频、轨道交通、新能源充电桩等多个领域,国内潜在市场规模庞大,具有良好的经济效益。2025年中国飞轮储能行业市场规模为14..5亿元。具体如下:
数据来源:观研天下数据中心整理
3、中国飞轮储能行业市场规模数据解读
中国政府对清洁能源和储能技术的支持力度持续增强,出台了一系列政策以促进其发展。例如,《中国制造2025》战略规划中明确将飞轮储能等先进储能技术纳入重点发展方向,并提供财政补贴、税收减免等支持措施。
随着可再生能源的快速发展和电力系统结构的日益复杂,飞轮储能将在平衡电力供应、保障电网稳定运行方面发挥越来越重要的作用。飞轮储能技术在电力系统调节、分布式能源管理等领域也展现出巨大潜力。预计未来几年,中国飞轮储能市场规模将继续保持高速增长态势。随着飞轮储能技术的不断进步和商业化应用的逐步推广,其市场份额有望进一步提升。(fsw)
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